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物理化学上册习题解（天津大学第五版） 第一章 气体pVT性质 1-1物质的体膨胀系数?V与等温压缩系数?T的定义如下： ?V?1??V?1??V? ? ?T????? ? V??T?pV??p??T 试导出理想气体的?V、?T与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT ?V?1??V?1??(nRT/p)?1nR1V???T?1 ? ??????V??T?pV??T?pVpVT ?T??1??V?1??(nRT/p)?1nRT1V?????? ??2???p?1 ????V??p?TV??pVp?TVp 1-2 气柜v???1441.153mol?h?1 MC2H3Cl62.45 n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：?CH4pn101325?16?10?3??MCH4??MCH4??0.714kg?m?3 VRT8.314?273.15 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g。充以4℃水之后，总质量为125.0000g。若改用充以25℃、13.33kPa的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g。试估算该气体的摩尔质量。 1 物理化学上册习题解（天津大学第五版） 解：先求容器的容积V?125.0000?25.000?100.0000cm3?100.0000cm3 ?HO(l)21 n=m/M=pV/RT M?)RTm8.314?298.15?(25.0163?25.0000??30.31g?mol ?4pV13330?10 1-5 两个体积均为V的玻璃球泡之间用细管连接，泡 n?n1,i?n2,i?2piV/(RTi) 终态（f）时 n?n1,f T1,fT2,fn??pf?VR??T1,f?T2,f?n2,f?pf?VV??R??T1,fT2,f?pfV???R??T2,f?T1,f??TT?1,f2,f?? ???2pi?T1,fT2,f??????T?T?T?i?1,f2,f?? 2?101.325?373.15?273.15 ??117.00kPa273.15(373.15?273.15) 1-6 0℃时氯甲烷（CH3Cl）气体的密度ρ随压力的变化如下。试作ρ/p —p图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。 解：将数据处理如下： P/kPa (ρ/p)/ 0.02277 0.02260 0.02250 0.02242 0.02237 （g〃dm〃kPa） 2 -3101.325 67.550 50.663 33.775 25.331 物理化学上册习题解（天津大学第五版） 作(ρ/p)对p图 当p→0时，(ρ/p)=0.02225，则氯甲烷的相对分子质量为 M???/p?p?0RT?0.02225?8.314?273.15?50.529g?mol?1 1-7 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的200 cm3容器中，直至压力达101.325kPa，测得容器中混合气体的质量为0.3879g。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。 解：设A为乙烷，B为丁烷。 pV101325?200?10?6 n???0.008315mol RT8.314?293.15 m0.3897?yAMA?yBMB??46.867g?mol?1 （1） n0.008315 ?30.0694yA?58.123yBM? yA?yB?1 （2） 联立方程（1）与（2）求解得yB?0.599,yB?0.401 pA?yAp?0.401?101.325?40.63kPa pB?yBp?0.599?101.325?60.69kPa 1-8 1-9 氯乙烯、氯化氢及乙烯构成的混合气体中，各组分的摩尔分数分别为0.89、0.09和0.02。于恒定压力101.325kPa条件下，用水吸收掉其中的氯化氢，所得混合气体中增加了分压力为2.670 kPa的水蒸气。试求洗涤后的混合气体中C2H3Cl及C2H4的分压力。 3 物理化学上册习题解（天津大学第五版） 解：洗涤后的总压为101.325kPa，所以有 pC2H3Cl?pC2H4?101.325?2.670?98.655kPa pC2H3Cl/pC2H4?yC2H3Cl/yC2H4?nC2H3Cl/nC2H4?0.89/0.02 联立式（1）与式（2）求解得 pC2H3Cl?96.49kPa; pC2H4?2.168kPa 1-10 室温下一高压釜内有常压的空气。为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行臵换，